Шина I2C.
Главный недостаток параллельного способа передачи информации - в них задействовано слишком большое количество выводов микроконтроллера. Можно, конечно, применить другой микроконтроллер. Например, микросхема АТ89С51 имеет четыре порта ввода/вывода. Существуют приемы расширения количества линий. Однако все эти приемы усложняют конструкцию. Как следствие, увеличивается время разработки системы, уменьшается её надежность. Современная микроэлектроника предлагает новые способы решения этих задач. В распоряжении современного разработчика существуют микросхемы, которые способны обмениваться информацией с любым микроконтроллером при помощи последовательной шины передачи данных. Устройство и логика работы таких шин может быть самая разная.
I2С шина была разработана около двадцати лет назад, и была задумана как средство передачи сигналов управления на различные микросхемы сложных электронных устройств. Например, современные телевизионные приемники широко используют наборы Специализированных микросхем с цифровым управлением. Каждая микросхема служит основой целого блока. Основные преимущества I2C шины — это простота ее аппаратной реализации. Шина представляет собой двухпроводную линию, на которую параллельно подключаются все управляемые ею микросхемы. При этом нет никаких особенных требований к самим проводникам, составляющим шину. Устройства, подключаемые к шине, должны иметь специальный I2С интерфейс, который аппаратным путем реализует всю логику работы шины. Существует также возможность программной реализации I2С интерфейса. В этом случае в качестве элементов, подключаемых к шине, выступают микроконтроллеры.
I2С — это двухпроводная, двунаправленная шина, с последовательной передачей данных. В стандартном режиме работы (Standard mode) шина может адресовать до 128 подключенных к ней устройств. Длина шины и количество подключаемых к ней устройств ограничены максимально допустимой суммарной электрической емкостью всех её элементов. Значение этой емкости не должно превышать 400 пФ. Скорость передачи информации в стандартном режиме составляет 100 Кбит/с.
Последняя модификация шины (версия 2.1) предусматривает несколько дополнительных режимов работы:
Ускоренный режим (Fast mode) позволяет передавать данные со скоростью 400 Кбит/с.
Режим повышенной скорости (High-speed mode или US-mode) разработан для современных высокоскоростных систем. Скорость передачи информации (bit rate) составляет 3,4 Мбит/с.
Режим 10-битной адресации позволяет адресовать до 1024 устройств на I2С шине.
Все дополнительные режимы совместимы сверху вниз. Это значит, что микросхемы, поддерживающие один или несколько дополнительных режимов, без труда будут работать и в стандартном режиме.
Здесь рассматривается стандартный режим работы I2С шины с семибитовой адресацией. Если вы ставите перед собой задачу — просто подключить периферийное устройство к микропроцессору, то стандартного режима работы для этого будет вполне достаточно.
Схема подключения к I2C шине
Итак, рассмотрим электрическую схему шины. Шина состоит из линии передачи данных (SDA) и линии синхронизации (SCL). Все I2С устройства подключаются к обеим линиям шины параллельно. Кроме двух сигнальных проводников, все подключаемые к шине устройства должны иметь один общий провод (минус источника питания). Кроме того, на каждое из устройств подать напряжение питания. Источник питания не обязательно должен быть общим, однако в пределах одной шины все напряжения питания должны быть одинаковыми.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
